本發(fā)明涉及水利、水電土木工程，尤其是一種高混凝土壩的壩身表孔結(jié)構(gòu)。特別適用于窄河谷、高水頭、大泄量的混凝土壩工程。

背景技術(shù)：

高混凝土壩工程一般都會充分利用壩身孔口泄洪、壩后水墊塘或消力池消能，由于表孔具有較強(qiáng)的超泄能力，閘門控制較為便利，一般優(yōu)先采用。但同時由于表孔水流流速不高、流道普遍較短、出流水舌的最大挑距普遍較小，水舌空中縱橫向擴(kuò)散難度均較大，這就造成了表孔水舌入塘(或池)往往較為集中，對壩后消能區(qū)底部容易形成較強(qiáng)的沖擊甚至產(chǎn)生破壞，對工程的安全運行影響較大，這是水利、水電等土木工程，特別是窄河谷、高水頭、大泄量混凝土壩工程中比較普遍存在的問題。

目前，表孔結(jié)構(gòu)型式一般是通過采用大差動坎、舌形坎、分流齒坎、寬尾墩、與中孔或深孔(如有)碰撞等一種或多種型式來達(dá)到分散表孔水舌、減輕對壩后消能區(qū)沖擊的目的。如果壩后消能區(qū)河床寬度大、消能區(qū)長度長，尚可達(dá)到設(shè)想的消能效果。但是，對于狹窄河谷、壩后消能區(qū)受限的工程，往往難以取得理想的效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對傳統(tǒng)表孔結(jié)構(gòu)存在的問題，提出一種簡單穩(wěn)固、適用性強(qiáng)和施工簡便的高混凝土壩的壩身表孔結(jié)構(gòu)，以達(dá)到降低表孔出流水舌對壩后消能區(qū)的沖擊、確保工程安全，并減輕下游消能防沖處理工程量的目的。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：高混凝土壩的壩身表孔結(jié)構(gòu)，所述混凝土壩的壩身包括具有泄洪功能的表孔，其特征在于：在表孔的兩個側(cè)壁、流道出口附近各設(shè)置一個向中間收縮的楔形體，同時，在表孔流道底板的出口端設(shè)置長度為L1的鏤空。

所述表孔的進(jìn)口寬度為B1＝8～16m。

所述楔形體的長度D1＝10～16m、寬度D2＝2～4m、高度D3＝10～16m。

所述鏤空的長度L1＝(0.3～0.7)B1。

所述表孔的出口收縮比其中，B1為表孔的進(jìn)口寬度，D2為楔形體的寬度。

本發(fā)明的有益效果是：本結(jié)構(gòu)采用了“楔形體+底板鏤空”的新型表孔結(jié)構(gòu)型式，可最大限度的束窄表孔出流水舌，使水流縱向充分拉開、拉高，增大與壩后消能區(qū)水體的剪切面積，提高消能率，降低表孔水流對壩后消能區(qū)底部的沖擊與破壞。相比于傳統(tǒng)的舌形坎、分流齒坎、寬尾墩等結(jié)構(gòu)型式，這種表孔結(jié)構(gòu)型式具有較好的適應(yīng)能力，特別是對于狹窄河谷、高水頭、大泄量混凝土壩工程。

所述“楔形體+底板鏤空”的表孔結(jié)構(gòu)型式，既可以保證了水舌空中擴(kuò)散的效果，也不會形成水翅沖擊表孔閘門支鉸，又不增加表孔水舌橫向入水寬度，同時對壩后消能區(qū)水流流態(tài)無明顯的不利影響，也不會增加施工難度，結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、適用性強(qiáng)，具有很強(qiáng)的推廣價值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的表孔平面圖。

圖2是本發(fā)明的表孔剖面圖。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，本實施例高混凝土壩的壩身表孔結(jié)構(gòu)，包括壩身的具有泄洪功能的表孔1，表孔1的進(jìn)口寬度為B1＝12m，表孔1兩側(cè)有側(cè)壁2，在流道出口附近的側(cè)壁上對稱設(shè)置長度D1＝13m、寬度D2＝3m、高度D3＝12m的楔形體3，兩個楔形體3向中間收攏，使得表孔出流水舌能夠沿河道向下游縱向拉開、拉高。同時，通過在表孔1流道底板的出口端設(shè)置長度為L1的鏤空4，進(jìn)一步將表孔出流水舌向水墊塘或消力池上游縱向拉開，充分利用水墊塘或消力池內(nèi)近壩區(qū)的水體消能。

D1、D2、D3和L1的尺寸可以結(jié)合每個工程的特點通過水力學(xué)模型試驗確定。研究成果表明，這種表孔結(jié)構(gòu)出口的收縮比ξ一般為0.6～0.8，可通過公式計算得到(B1為表孔1的進(jìn)口寬度，D2為楔形體3的寬度)。所述鏤空4的長度L1一般為(0.3～0.7)B1(B1為表孔1的進(jìn)口寬度)。